Деревянные конструкции. Испытание клееной дощатой балки

Содержание

Слайд 2

Литература СНиП II-25-80*. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Деревянные конструкции

Литература

СНиП II-25-80*. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Деревянные конструкции /

Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1982. – 66 с.
Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник/ И.М. Гринь, В.В. Фурсов, Д.М. Бабушкин и др.; г. Липецк – ООО изд-во «Интеграл», 2006 г – 237с.
Вдовин В.М., Карпов В.Н. Сборник задач и практические методы их решения по курсу «Конструкции из древесины и пластмасс»; Учебное пособие. – М.: ИАСВ, 1999 – 133с
Калугин А.В. «Деревянные конструкции. Учебное пособие (конспект лекций). – М.: ИАСВ, 2003 – 224с
Латыпов В.М., Хуснутдинов Р.Ф., Конструкции из дерева и пластмасс: Учебное пособие. –Уфа: Изд-во «Монография», 2005 – 104с.
Слайд 3

1. Цели и задачи Определение характера распределения нормальных напряжений по сечению

1. Цели и задачи

Определение характера распределения нормальных напряжений по сечению

балки (т.е. построение фактической эпюры нормальных напряжений эпюры σЭ и сопоставление ее с расчетной эпюрой σТ)

Определение прогибов балки (определение фактического прогиба fЭ и сопоставление его с расчетным fТ )

Слайд 4

2. Термины и определения

2. Термины и определения

Слайд 5

3. Построение эпюры σЭ Метод тензонометрирования Замер по индикаторам часового типа

3. Построение эпюры σЭ

Метод тензонометрирования

Замер по индикаторам часового типа

Деформации волокон

εотн

Закон Гука: σЭ=Е*εотн

Модуль упругости древесины вдоль волокон

Относительная деформация волокон сечения образца

Измерение деформаций

Слайд 6

Замер по индикаторам часового типа Индикатор часового типа - прибор, предназначенный

Замер по индикаторам часового типа

Индикатор часового типа - прибор, предназначенный для

измерений линейных размеров деталей, отклонений формы(перемещений) и расположения поверхностей.
Принцип действия индикатора основан на преобразовании линейного перемещения измерительного стержня, находящегося в контакте с объектом измерений, в отклонение стрелки отсчетного устройства с помощью зубчатого механизма.
Слайд 7

3. Построение эпюры экспериментального напряжения σЭ Эп. εЭ хЕ (МПа) Эп. σЭ (МПа)

3. Построение эпюры экспериментального напряжения σЭ

Эп. εЭ

хЕ (МПа)

Эп. σЭ


(МПа)

Слайд 8

4. Определение прогибов балки Прогиб балки fэ следует определять с учетом

4. Определение прогибов балки

Прогиб балки fэ следует определять с учетом деформаций

на опорах

Истинный прогиб fэ

u1

u2

u3

Слайд 9

5. Лабораторная установка Приборы и оборудование: Петлевые тензорезисторы «ПКБ-10-200ГВ (ТУ 25-01-100-88)

5. Лабораторная установка

Приборы и оборудование:
Петлевые тензорезисторы «ПКБ-10-200ГВ (ТУ 25-01-100-88)
Комплект

тензонометрических приборов: индикатор деформаций цифровой ИДЦ-1 (либо ЦТМ-3, ЦТМ-5 и др.)
Коммутатор;
Индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм
Слайд 10

Схема лабораторной установки

Схема лабораторной установки

Слайд 11

Схема установки тензодатчиков (тензорезисторов) в сечения 1-1 и 2-2 (а); общий

Схема установки тензодатчиков (тензорезисторов) в сечения 1-1 и 2-2 (а); общий

вид и схема работы тензорезистора (б)
Слайд 12

Схема установки индикаторов часового типа в сечении (3-3)

Схема установки индикаторов часового типа в сечении (3-3)

Слайд 13

6. Предварительные расчеты Корректное сопоставление экспериментальных значений параметров (σЭ ,fэ) с

6. Предварительные расчеты

Корректное сопоставление экспериментальных значений параметров (σЭ ,fэ) с расчетными

(σТ ,fТ) возможно лишь в том случае, когда загружающее усилие на домкрате Р не превышает расчетной несущей способности балки N.
Обоснование: расчетные формулы в СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции. Нормы проектирования» соответствуют упругой стадии работы древесины (т.е. когда Е=const и древесина рассматривается, как в курсе сопротивления материалов, в качестве идеального упругого материала). При Р>N в древесине начнут развиваться упругопластические деформации и, следовательно, условие E=const перестает соблюдаться.

Зависимость «напряжения σ – деформаций ε»

В связи с этим, перед началом испытаний необходимо определить расчетную несущую способность балки N

Слайд 14

Для выполнения необходимых предварительных расчетов необходимо уточнить или замерить следующие параметры:

Для выполнения необходимых предварительных расчетов необходимо уточнить или замерить следующие параметры:

Слайд 15

Расчетная схема балки

Расчетная схема балки

Слайд 16

Слайд 17

Расстояние между опорами сечения элемента, м; Коэффициент, зависящий от формы эпюры

Расстояние между опорами сечения элемента, м;

Коэффициент, зависящий от формы эпюры

изгибающих моментов на участке lр, табл.2 прил.4 СНиП «ДК»

Наиболее оптимальный вариант

Слайд 18

Слайд 19

Площадь смятия

Площадь смятия

Слайд 20

h - наибольшая высота сечения; l -пролет балки; k-коэффициент, учитывающий влияние

h - наибольшая высота сечения;
l -пролет балки;
k-коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты

сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;
с - коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.
Значения коэффициентов k и с для основных расчетных схем балок приведены в табл. 3 прил. 4. СНиП «ДК»
Слайд 21

После этого, по согласованию с преподавателем, принимается значение загружающего усилия Р

После этого, по согласованию с преподавателем, принимается значение загружающего усилия Р

Слайд 22

8. Проведение испытаний Перед началом испытаний необходимо: Задать домкратом минимальное по

8. Проведение испытаний

Перед началом испытаний необходимо:

Задать домкратом минимальное по величине усилие

на балку с тем, чтобы устранить люфты и неплотности на опорах

Установить индикаторы часового типа «на нуль»

Затем осуществляется загружение балки заданной нагрузкой, обеспечивая при этом по возможности постоянную скорость увеличивая нагрузки (оптимальная скорость – 20…30 кгс/с). По достижении значения Р осуществляют замеры по индикаторам (u1, u2, u3) и (u4, u5, u6, u7), контролируя при этом на домкрате значение Р=const.

Слайд 23

8. Обработка результатов * Построение эп. σЭ На основе замеренных значений

8. Обработка результатов

* Построение эп. σЭ

На основе замеренных значений u4…u7

строится эпюра εЭ (мм) и определяются максимальные значения деформаций εЭРАСТ и εЭСЖ

Для расчета напряжений σЭ по закону Гука σЭ=Е*εЭ необходимо перевести абсолютные значения деформаций εЭ (мм) в общественные в относительные (мм/мм) по формуле εЭ отн=εЭ абс/L, где L=(30+65)/2=47.5 мм – средневзвешенное расстояние между винтами, закрепляющими упоры уголков.

Схема установки индикаторов

Далее рассчитываются наибольшие сжимающие σЭ min и растягивающие σЭ max напряжения по формуле: σЭ=Е*εотн

Слайд 24

* Определение прогиба fэ Расчет значения фактического прогиба балки fэ осуществляется по формуле:

* Определение прогиба fэ

Расчет значения фактического прогиба балки fэ осуществляется по

формуле:
Слайд 25

9. Расчет коэффициента запаса На основе полученных экспериментальных и теоретических данных

9. Расчет коэффициента запаса

На основе полученных экспериментальных и теоретических данных рассчитываются

коэффициенты запаса:

По максимальным нормальным напряжениям ……………….. Кзσ = σТ/σЭ
- По максимальному прогибу ……………………. ……………….. Кзf = fТ/fЭ